發(fā)布時(shí)間：2024-07-10 20:05

　　本文以二極管直接泵浦高效率Nd:YLF激光器為主要研究對(duì)象,重點(diǎn)研究了InnoSlab混合腔的數(shù)值仿真與設(shè)計(jì)方法、Nd:YLF晶體的熱效應(yīng)、以及在準(zhǔn)連續(xù)和連續(xù)狀態(tài)下高功率1047nm激光技術(shù)。并針對(duì)二極管激光器疊陣與Nd:YLF晶體的耦合傳輸問(wèn)題,設(shè)計(jì)了大口徑泵浦光耦合系統(tǒng),晶體介質(zhì)實(shí)現(xiàn)了高效均勻長(zhǎng)程吸收。本文的主要研究成果包括:1)陳述了二極管激光泵浦的固體激光器從二十世紀(jì)至今的發(fā)展,直接泵浦方式的原理及其優(yōu)勢(shì),以及直接泵浦技術(shù)的發(fā)展歷程。2)通過(guò)Matlab計(jì)算與仿真實(shí)現(xiàn)了 InnoSlab混合腔,并通過(guò)Zemax軟件設(shè)計(jì)了大口徑光斑的泵浦耦合系統(tǒng)。在諧振腔設(shè)計(jì)上,采用了 InnoSlab的腔型結(jié)構(gòu),水平方向設(shè)計(jì)為共焦離軸非穩(wěn)腔,在豎直方向上是平凹穩(wěn)定腔。在泵浦耦合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上,通過(guò)一個(gè)雙曲透鏡和一個(gè)柱透鏡對(duì)泵浦光斑進(jìn)行整形,整形后的尺寸為15mm×0.8mm。3)對(duì)晶體的熱效應(yīng)進(jìn)行了解析分析和數(shù)值模擬。首先,分析了采用直接泵浦方式和傳統(tǒng)泵浦方式時(shí)晶體上的溫度分布,并對(duì)比研究了泵浦區(qū)域的寬度和晶體摻雜濃度對(duì)溫度分布帶來(lái)的影響。其次,分析了晶體上的熱應(yīng)力分布,并計(jì)算了不同泵浦方式所能...

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?Ｎｄ：ＹＬＦ能級(jí)躍遷??３??

當(dāng)亞穩(wěn)態(tài)４Ｆ３／２能級(jí)（激光上能級(jí)）上的粒子不斷累積，達(dá)到一定數(shù)量的時(shí)候，便會(huì)實(shí)現(xiàn)??粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，亞穩(wěn)態(tài)４Ｆ３，２能級(jí)上的粒子繼而通過(guò)受激輻射的方式，躍遷到基態(tài)能級(jí)上，??從而實(shí)現(xiàn)激光輸出。如圖１．１所示。??十…二?卜…」??無(wú)輻射躍遷????＂＂?４？３／２??受激輻射??１....

圖13間接泵浦和直接泵浦Nd:YAG激光器實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

經(jīng)理論推算和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證可以得出：??１）直接泵浦（８６９ｎｍ，８８５ｎｍ）普遍比間接泵浦（８０４ｎｍ，?８０７ｎｍ）斜率效率更高，??閾值功率更低，斜率效率增加了?１２％；??２）基態(tài)熱激發(fā)直接泵浦（８８５ｎｍ）的斜率效率比傳統(tǒng)間接泵浦（８０８ｎｍ）方式增加??了?１２％，比基態(tài)直....

圖１．４?８８５ｎｍ直接泵浦激光器（ａ）?Ｎｄ：ＹＡＧ品體摻雜濃度為２．４ａｔ．％?（ｂ）輸出鏡反射率為９５％??

２００１年，Ｒ丄ａｖｉ［２２］等人利用光纖耦合的大功率ＬＤ替代了鈦藍(lán)寶石激光器，將??Ｎｄ：ＹＡＧ激光器的輸出功率從毫瓦級(jí)（ｍＷ）提升到了瓦級(jí)（Ｗ），從而使得直接泵浦??Ｎｄ：ＹＡＧ激光器的輸出功率有了量級(jí)丨：的提升。實(shí)驗(yàn)裝置如圖１．５所示：??Ｏｕｔｐｕｔ?Ｃｏｕｐｌｅｒ?Ｗａ....

圖1.5SSSnm光纖藕合LD直接泵浦Nd:YAG激光器

Ａｂｓｏｒｂｅｄ?Ｐｏｗｅｒ?（Ｗ）?Ａｂｓｏｒｂｅｄ?Ｐｏｗｅｒ?（Ｗ）??（ａ）?（ｂ）??．４?８８５ｎｍ直接泵浦激光器（ａ）?Ｎｄ：ＹＡＧ品體摻雜濃度為２．４ａｔ．％?（ｂ）輸出鏡反射率為９５％２００４年，Ｓ．Ｇｏｌｄｒｍｇ［２１］等人用實(shí)驗(yàn)證明了泵浦帶和激光上能級(jí)之間的....

本文編號(hào)：4004660